一種叔丁基酯類化合物的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種叔丁基酯化合物的合成方法，該方法以腈類化合物和過氧化叔丁醇為原料，在無金屬條件下，溫和的環(huán)境中合成叔丁基酯衍生物。該方法具無無過渡金屬催化劑、原料廉價易得、反應底物適應性廣、產物的選擇性和產率都很高、反應條件溫和、綠色環(huán)保等優(yōu)點，具有良好的工業(yè)應用前景。
【專利說明】一種叔丁基酯類化合物的合成方法 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機合成領域，具體涉及一種叔丁基酯類化合物的合成方法。 【【背景技術】】
[0002] 叔丁基酯是一類具有重要結構單元的化合物，因為它廣泛應用在合成領域，用于 藥物和農用化學品的合成中。此外叔丁基酯還有一類非常重要的優(yōu)勢就是作為保護基團和 用于羧酸的來源。因此，叔丁基酯類化合物的合成一直備受藥物學家和化學家的關注。
[0003] 傳統叔丁基酯的化合物的合成方法主要是通過羧酸或者它的衍生物與叔丁醇反 應，但是苛刻的反應條件和酸對儀器的腐蝕，限制了該方法的進一步應用。近年來已有很多 文獻報道了叔丁基酯化合物的合成，比如:Aiwen Lei課題組報道了鹵代苯插羰與叔丁醇鉀 合成叔丁基酯;Bin Xu教授報道了過渡金屬Ru催化C-H活化合成叔丁基酯；Zheng Huang教 授通過過渡金屬Ir催化節(jié)醇與甲基叔丁基酯合成新的叔丁基酯類化合物；Troe Is Skrydstrup教授報道了 Pd催化鹵代芳經通過插羰與叔丁醇鈉反應合成叔丁基酯;Yusheng Wu教授報道了 Pd催芳硼酸與叔丁酸酐反應合成叔丁基酯。雖然采用這些方法都可以有效地 合成叔丁基酯化合物，但是這些方法都有一定的局限性:大量酸的使用對儀器有一定的腐 蝕作用；昂貴的過渡金屬的使用;較高的反應溫度；鹵素的使用對環(huán)境有不可避免的污染。 因此開發(fā)一種在溫和的反應條件下，無需金屬催化高效的合成叔丁基酯化合物的方法是有 機化學家亟待解決的問題之一。（參考文獻：Tetrahedron Lett .，1997，38，7345 ; J?Org?Chem.，1977，42，1286;S?C.Bergmeier，H.Rapoport，J?Org?Chem.，1994，59，3216; J.Am.Chem.Soc?，2009，131，729;Chem.Commun.，2014,50，14129;0rg Lett?，2012，14，284; Angew?Chem.Int?Ed?，2015，54，4023;Org?Lett?，2014，16，1836;Angew?Chem.Int?Ed?， 2012,51,12542.)〇
[0004] 本發(fā)明提供了一種在溫和的條件下，在金屬自由的環(huán)境中腈類化合物與叔丁基過 氧化物反應合成叔丁基酯化合物的方法，該方法具有反應條件溫和、操作簡單、原料廉價、 綠色環(huán)保等優(yōu)勢。 【
【發(fā)明內容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的是發(fā)展一種在無金屬條件下，在溫和的環(huán)境中，用廉價易得的原料， 高轉化率和高產率地合成叔丁基酯化合物的方法。
[0006] 本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術方案實現的：
[0007] -種如式(/)所示的叔丁基酯化合物的合成方法，包含如下操作步驟：
[0008] 在裝不同結構的腈和過氧化叔丁基的的容器中，加入溶劑和添加劑，
[0009] 合適的反應溫度下攪拌，反應結束后用水或飽和鹽溶液洗滌，然后用
[0010] 有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，
[0011] 即得目標產物：
[0013] R是C2~C8的烷基、苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-硝基苯基、
[0014] 4-羥基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-碘苯基、4-三氟甲基
[0015] 苯基、4-腈基苯基、3-甲基苯基、2-噻吩基、2-吡啶基、1-萘基、2-萘基。
[0016]
[0017] 所述的添加劑是選自 MgS〇4、Na2S〇4、K2C〇3、CaCl2、Na2C〇3、CS2C〇3、C4H9〇K、C4H9〇Na、4A 分子篩中的一種或兩種以上中的一種或兩種以上。
[0018] 所述的有機溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMS0)、乙腈、1，4-二氧 六環(huán)、四氫呋喃、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、氯苯、1，2_二甲苯或1，2_二氯乙烷中的一種或兩種 以上。
[0019] 所述的溫度主要是25。0100。(：。
[0020] 所述的添加劑的用量是20-100mg。
[0021 ]所述腈和叔丁基過氧化物之間的摩爾比為[1:1]~[1:9]。
[0022]所述的腈是選自正丙腈、正戊腈、正庚腈、節(jié)腈、4-甲基芐腈、4甲氧基芐腈、4-硝基 節(jié)腈、4-羥基節(jié)腈、4-氟節(jié)腈、4-氯節(jié)腈、4-溴節(jié)腈、4-碘節(jié)腈、4-二氟甲基節(jié)腈、3-甲基節(jié) 腈、4-腈基芐腈、2-噻吩乙腈、2-吡啶乙腈、1 -萘乙腈、2-萘乙腈、對苯基芐腈。
[0023]本發(fā)明所涉及的合成路線如下：
[0025]根據實驗結果，本發(fā)明所提供的無金屬條件下，在溫和的環(huán)境中用廉價易得的原 料來合成叔丁基酯類化合物，產物的選擇性和收率都很高，綠色環(huán)保，具有良好的工業(yè)應用 前景。
[0026]【附圖簡要說明】
[0027]圖1為本發(fā)明提供的叔丁基酯化合物的合成路徑圖。
【【具體實施方式】】
[0029] 下面結合本發(fā)明的合成例對本發(fā)明所述的合成方法作進一步說明，需要說明的 是，實施例并不構成對本發(fā)明要求保護范圍的限制：
[0030] 叔丁基酯化合物的合成
[0031] 如圖1所示，本發(fā)明提供的叔丁基酯化合物（I)的合成步驟為:在反應容器中加入 0.2mmol腈(如：節(jié)腈等），叔丁基過氧化物0.2~1.8mmol，添加劑20-100mg，然后加入2ml溶 劑(如:N，N-二甲基甲酰胺），25-100°C反應，反應結束后，用水或飽和鹽溶液洗滌，然后用有 機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物。
[0032] 合成例1
[0033]戊酸叔丁酯的合成
[0034] 在反應容器中加入0.2mmol正戊腈，20mg K2C〇3,0.2mmol叔丁基過氧化物，然后加 入2ml N，N-二甲基甲酰胺，25°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥， 減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率70%。
[0035] 合成例2
[0036]苯甲酸叔丁酯的合成
[0037] 在反應容器中加入0.2mmol節(jié)腈，40mg Na2C〇3,0.4mmol叔丁基過氧化物，然后加入 2ml 1，4-二氧六環(huán)，40 °C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸 餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率84%。
[0038] 合成例3
[0039]對甲基苯甲酸叔丁酯的合成
[0040] 在反應容器中加入0.2mmol對甲基節(jié)腈，50mg MgS〇4,0.5mmol叔丁基過氧化物，然 后加入2ml乙腈，50°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃 縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率77%。
[0041 ] 合成例4
[0042]對甲氧基苯甲酸叔丁酯的合成
[0043] 在反應容器中加入0.2mmol對甲氧基節(jié)腈，50mg Na2S〇4,0.6mmol叔丁基過氧化物， 然后加入2ml二甲亞砜，60°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓 蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率91 %。
[0044] 合成例5
[0045] 對硝基苯甲酸叔丁酯的合成
[0046] 在反應容器中加入0.2mmol對硝基基節(jié)腈，100mg CS2C〇3,0.6mmol叔丁基過氧化 物，然后加入2ml甲苯，50°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓 蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率77%。
[0047] 合成例6
[0048]對羥基苯甲酸叔丁酯的合成
[0049] 在反應容器中加入0.2mmol對羥基節(jié)腈，50mg 4A分子篩，l.Ommol叔丁基過氧化 物，然后加入2ml 1，2_二甲苯，40°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干 燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率46%。
[0050] 合成例7
[0051 ]對氯苯甲酸叔丁酯的合成
[0052] 在反應容器中加入0.2mmol對氯節(jié)腈，80mg C4H9〇K，1.2mmol叔丁基過氧化物，然后 加入2ml乙腈，50°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮 除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率83%。
[0053] 合成例8
[0054]對溴苯甲酸叔丁基酯的合成
[0055] 在反應容器中加入0.2mmol對溴節(jié)腈，80mg 4A分子篩，1.2mmol叔丁基過氧化物， 然后加入2ml 1，2_二氯乙烷，60°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干 燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率56%。
[0056] 合成例9
[0057]對碘苯甲酸叔丁基酯的合成
[0058] 在反應容器中加入0.2mmol對碘節(jié)腈，100mg CaCl2，1.4mmol叔丁基過氧化物，然 后加入2ml甲苯，60°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃 縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率66%。
[0059] 合成例10
[0060] 1-萘甲酸叔丁基酯的合成
[0061 ] 在反應容器中加入0.2mmol 1-萘乙腈，lOOmg C4HgONa，l .2mmol叔丁基過氧化物， 然后加入2ml甲苯，60°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾 濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率71 %。
[0062] 合成例11
[0063] 2-萘甲酸叔丁基酯的合成
[0064] 在反應容器中加入0.2mmol2-萘乙腈，lOOmg C4H90Na，1.2mmol叔丁基過氧化物，然 后加入2ml甲苯，60°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃 縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率83%。
[0065] 合成例12
[0066] 2-吡啶甲酸叔丁酯的合成
[0067] 在反應容器中加入0.2mmo 12-吡啶乙腈，50mg C4H9OK，1.4mmo 1叔丁基過氧化物，然 后加入2ml N，N-二甲基甲酰胺，80°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干 燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率65%。
[0068] 合成例13
[0069] 2-噻吩甲酸叔丁酯的合成
[0070] 在反應容器中加入0.2mmol 2-噻吩乙腈，80mg 4A分子篩，1.8mmol叔丁基過氧化 物，然后加入2ml二甲亞砜，100°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥， 減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率77%。
[0071] 合成例14
[0072]對三氟甲基苯甲酸叔丁酯的合成
[0073] 在反應容器中加入0.2mmol對三氟甲基節(jié)腈，80mg 4A分子篩，l.Ommol叔丁基過氧 化物，然后加入2ml乙腈，100 °C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干燥，減 壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率45%。
[0074] 合成例15
[0075]對苯基苯甲酸叔丁酯的合成
[0076] 在反應容器中加入0.2mmol對苯基節(jié)腈，50mg C4H9〇K，1.0mmol叔丁基過氧化物，然 后加入2ml N-甲基吡咯烷酮，100°C反應，反應結束后，用水洗滌，然后以有機溶劑萃取，干 燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物，產率71 %。
【主權項】
1. 一種具有下述結構式的叔丁基酯α)類化合物的合成方法，包含如下操作步驟： 在裝不同結構的腈和過氧化叔丁基的的容器中，加入溶劑和添加劑，合適的反應溫度 下攪拌，反應結束后用水或飽和鹽溶液洗滌，然后用有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除 去溶劑，粗產品經柱色譜分離，即得目標產物：2. 根據權利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法，其特征在于，所述的結構式（I) 中： R是C2~C8的烷基、苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-硝基苯基、4-羥基苯基、4-氟苯 基、4_氣苯基、4_漠苯基、4_鵬苯基、4_二氣甲基苯基、4_臆基苯基、3_甲基苯基、2_噻吩基、 2-吡啶基、1 -萘基、2-萘基、對苯基苯基。3. 根據權利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法，其特征在于，所述有機溶劑是選 自N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、乙腈、1，4_二氧六環(huán)、四氫呋喃、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、氯 苯、1，2_二甲苯或1，2_二氯乙烷中的一種或兩種以上。4. 根據權利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法，其特征在于，所述的添加劑是選 自]\^5〇4、恥25〇4、1(2〇)3丄3(：12、他2〇)3、052〇)3、〇4119〇1(丄4119〇恥、4厶分子篩中的一種或兩種以 上。5. 根據權利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法，其特征在于，所述的溫度主要是 25。0100。。。6. 根據權利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法，其特征在于，所述的的添加劑的 用量是20-100mg。7. 根據權利要求1所述的叔丁基化合物的合成方法，其特征在于，所述的腈和叔丁基過 氧化物之間的摩爾比為[1:1]~[1:9]。8. 根據權利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法，其特征在于，所述的腈是選自正 丙腈、正戊腈、正庚腈、芐腈、4-甲基芐腈、4甲氧基芐腈、4-硝基芐腈、4-羥基芐腈、4-氟芐 腈、4-氯節(jié)腈、4-溴節(jié)腈、4-碘節(jié)腈、4-二氟甲基節(jié)腈、3-甲基節(jié)腈、4-腈基節(jié)腈、2-噻吩乙 臆、2-吡啶乙臆、1-萘乙臆、2-萘乙臆、對苯基節(jié)臆。
【文檔編號】C07C69/24GK105820049SQ201610316226
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】陳秀玲, 孫紹發(fā), 汪艦, 郭海兵, 李艷
【申請人】湖北科技學院